lundi 30 septembre 2013

De l'O2 atmosphérique en quantité significative 600 millions d'années plus tôt que prévu

Pour Agreg et CAPES
Thèmes : histoire de la Terre, Archéen, cycle de l'oxygène, photosynthèse 

La Grande Oxydation est un évènement écologique qui a eu lieu il y a 2,4 milliards d'années et qui correspond à une augmentation significative de la concentration d'O2 dans l'atmosphère qui, jusqu'alors, était quasi-nulle (moins de 100.000 fois les concentrations actuelles). L'origine de cet O2 est à rechercher dans la photosynthèse. La photosynthèse existe depuis 3,5 milliard d'années au moins, mais auparavant l'O2 réagissait immédiatement par des réactions d'oxydation (notamment avec le fer océanique causant des dépôts d'oxyde de fer III appelés fers rubanés). Une fois ces "puits" à oxygène saturés, l'O2 a pu s'accumuler dans l'atmosphère.
Voilà le scénario classique que vient perturber le travail de chercheurs danois et sud-africains publié dans Nature le 26 septembre 2013, qui ont étudié des minéraux sud-africains appartenant à un paléosol (donc soumis aux conditions atmosphériques) datant de 3 milliards d'années. En examinant la distribution des isotopes de chrome et d'autres métaux sensibles aux conditions d'oxydo-réduction, les géologues se sont rendus compte qu'il y avait bien de l'O2 atmosphérique il y a 3 milliards d'années. Une estimation de la concentration révèle cependant que le concentration devait être environ 3000 fois inférieure à la concentration actuelle.
Même si cette concentration est faible elle est nettement plus importante que ce qui a été proposé jusqu'alors, montrant que l'évènement de la Grande Oxydation il y a 2,4 milliards d'années n'a été que l'aboutissement final d'un processus dont les origines remontent 600 millions d'années plus tôt. On peut aussi imaginer qu'il y a eu (pour une raison inconnue) un petit pic de concentration d'O2 atmosphérique il y a 3 milliards d'années qui est retombée par la suite. Cela a des implications pour l'étude de l'évolution de la photosynthèse oxygénique et notamment celle des Cyanobactéries qui auraient été plus nombreuses et actives que dans les modèles précédents il y a 3 milliards d'années, car les chercheurs précisent bien que des réactions géochimiques ne peuvent pas à elles seules expliquer une telle concentration d'O2 atmosphérique.

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